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CHAPITRE 2 ENJEUX : LA VALORISATION DES COPRODUITS ISSUS DE LA

3.1 R EVUE DES INGREDIENTS ET METHODES PERMETTANT LA FAISABILITE TECHNIQUE DE LA

3.1.1 La méthode ancestrale industrialisée de production des keropoks en Malaisie

 Les ingrédients

 L’intrant protéiné.

Tout d’abord, l’intrant protéiné le plus courant dans la préparation des keropoks malaisiens est la chair de poisson désarêtée puis broyée puis incorporée comme telle dans la recette. (Neiva C.R.P et al 2011) Cette chair est par ailleurs fréquemment extraite mécaniquement à l’aide d’une désosseuse dont le diamètre des trous du tamis se situe aux alentours de 4 mm. (Kyaw ZY et al 1999) La proportion de chair de poisson dans la recette varie généralement de 30% (Cheow C.S et Yu S.Y. 1997) à 70% (Izci, L. and S. Bilgin 2015) mais se situe généralement autour de 50% (Kyaw ZY et al 1999)

Aussi, de la farine de poisson est parfois utilisée dans la préparation des craquelins traditionnels malaisiens, avec un ratio de 50/50 et un ajout en eau de 20%. (Nurul, H., et al. 2009) Un brevet déposé par Shengrong et coll. en 2013 propose par ailleurs la fabrication d’une croustille protéinée avec l’incorporation de poudre de crevettes entières lyophilisée représentant un ratio de 87% en poids des intrants de la recette. Gibert, O. et S. Kumar Rakshit en 2005 ont aussi prouvé la faisabilité de l’incorporation de 28.5 g de chitosan et de 46 g de concentré protéique de coproduits de crevettes avec 500 g de fécule de manioc et 155 g d'eau, pour la préparation des craquelins.

Si le type de poisson utilisé n’a que peu d’influence sur les propriétés d’expansion de la croustille (Siaw C.L. et collab. 1985). En revanche, les proportions d’intrants protéinés utilisés dans la recette ont un impact très important. La quantité d’intrants protéinés est limitée si l’on veut conserver les qualités organoleptiques du craquelin telles que la

67 croustillance. En effet, une augmentation des proportions de poisson dans le mélange fait changer les températures de gélatinisation de l’amidon et influe donc beaucoup sur les propriétés gustatives du keropok. (Cheow CS et Yu SY 1997)

• L’intrant amidonné.

Le rôle de l’amidon dans le procédé de fabrication est dû à sa forte capacité de rétention de l’eau, bien plus importante que celle de la chair (Netto, J. et al en 2014). Cette propriété a pour résultat que plus grande sera la proportion d’amidon plus forte sera la teneur en humidité et par conséquent l’expansion. En effet, les molécules d’eau emprisonnées dans l’amidon par le phénomène de gélification, se libéreront précipitamment sous l’effet de la chaleur en engendrant l’expansion du craquelin. (Saritha, K. et J. Patterson 2012) La gélification de l’amidon pendant l’extrusion est donc un procédé fondamental qui permet l’expansion du produit fini, et qui nécessite l’application de chaleur et l’ajout d’eau. (Menkov N. et Dushkova M. 2010)

La meilleure expansion a été trouvée avec la farine de tapioca. (Siaw C. L. et al 1985) L’amidon de tapioca est en effet couramment utilisé dans la production des croustilles de poisson « keropok » en raison de ses caractéristiques hautement extensibles attribuables à sa forte teneur en amylopectine ainsi que son faible ratio amylose / amylopectine (17/83), qui le font bien réagir et se dilater à la friture (Nor, M. Z. M., et coll. 2014). Même si l’amidon de blé a été utilisé avec succès dans la production de craquelin de poisson, par Kyaw et al (Kyaw ZY et al 2001) Il n’empêche que le ratio amylose/ amylopectine de l’amidon de blé (27/73) (Nor, M. Z. M., et coll. 2014) ainsi que celui du sagou traditionnellement utilisé (Siaw C. L. et al 1985) qui est de 25 pour 75, rendent ces deux autres sources d’amidon beaucoup moins extensibles (Nor, M. Z. M., et coll. 2014). Les principaux ingrédients amidonnés utilisés pour la préparation des croustilles et leur proportion d’amylose sont l’amidon de tapioca avec 177 g/kg , l’amidon de maïs avec 245 g/kg d’amylose, la farine de riz qui en contient 194 g/kg , ainsi que la farine de blé avec 220 g/kg d’amylose. (Gibert, O. and S. Kumar Rakshit 2005). Ainsi, traditionnellement, les sources d’amidon utilisées dans les craquelins malaisiens proviennent du tapioca et du

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sagou. (Kyaw ZY et al 1999) Des mélanges avec ces deux sources d’amidon peuvent être utilisés notamment avec des proportions 50/50. Cheow C.S et Yu S.Y relatent en effet l’usage d’un mélange de 12,8 % d’amidon de tapioca et de 12,7 % d’amidon de sagou dans la recette de la préparation de croustille de poisson.

Il est à noter aussi la faisabilité de l’utilisation d’un amidon prégélatinisé pour la fabrication d’un produit de grignotage au poisson, avec un rapport eau/amidon de 70/30 et une température de pré gélatinisation de 133,5° C. (Yu, S. Y. et S. L. Low 1992) Le fait de pré gélatiniser l’amidon permet en effet de réduire les coûts attribuables au procédé de cuisson à la vapeur de la pâte d’amidon, mais aussi de réduire la température et le temps de cuisson des protéines.

La température de gélatinisation de l’amidon de tapioca sans aucun ajout protéique est de 73°C ainsi que de 65°C pour l’amidon de pomme de terre. (Wu, M. C., et coll. 1985)

• L’eau

La teneur en humidité du mélange dans l’étape intermédiaire de fabrication des keropoks est comprise entre 52 et 68%. Indépendamment de la source d’amidon ou du taux d’humidité des produits marins incorporés dans la préparation, la teneur globale d’humidité devrait être de 61% d’eau pour 39% d’amidon. (Cheow C.S. et Yu S.Y 1997) Mais une proportion de 20% à 30% d’eau dans le mélange est aussi possible. Ce pourcentage est basé sur le poids total humide du poisson et de l’amidon. (Kyaw ZY et al 1999 ; Neiva C.R.P et al 2011)

• Le sel

L’ajout de sel réduit fortement les parties non gélatinisées du mélange poisson- amidon notamment par le fait que le sel aide à la dispersion des protéines de poisson durant la préparation. Le sel favorise donc l’expansion du pellet à la friture en limitant les parties non gélatinisées du craquelin semi-fini. (Cheow CS et Yu SY 1997) Généralement les

69 proportions de sel vont de 1,5% à 2% du mélange. Pourcentage basé sur le poids total humide du poisson et de l’amidon. (Kyaw ZY et al 1999 ; Neiva C.R.P et al 2011)

• Le sucre

La proportion de sucre ajoutée dans la recette de préparation des croustilles va de 1% (Kyaw ZY et al 1999 ; Neiva C.R.P et al 2011 ; Nurul, H., et coll. 2009) à 4 ou 5% selon Shengrong S. et al 2013. Pourcentage basé sur le poids total humide du poisson et de l’amidon.

• Le MSG

La proportion de monosodium glutamate dans la préparation va quant à elle de 0,1% Kyaw ZY et al 1999) à 1,5 % du poids humide du mélange poisson/amidon (Neiva C.R.P et al 2011)

• Le procédé de fabrication des croustilles

Le procédé de fabrication des croustilles de poissons et produits marins a été décrit par Siaw C. L. et al en 1985 et Triet, L. M. en 1976 , puis amélioré par nombre d’auteurs. Cette méthode comprend sept étapes clés, reprises dans le schéma 9 et détaillées par la suite. Cette méthode est en fait une amélioration de la technique de production ancestrale des keropoks en Malaisie adaptée aussi avec la technologie industrielle moderne, notamment la technologie de production des saucisses. Les keropoks produits par cette méthode ont été jugés supérieurs au goût par un ensemble de panélistes par rapport à ceux produits avec une méthode non industrielle. (Siaw C. L. et al 1985)

Le principal avantage de cette méthode sur l’extrusion réside dans le fait que le coût en capital est relativement modeste, mais aussi qu’il n’y a aucun besoin technologique qui rendrait le procédé onéreux à l’entretien ou compliqué à l’usage. (Siaw C.L. et collab. 1985)

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Expansion

Friture micro-onde ou air chaud à 200 °C

Séchage

Séchage à 40-45° C pendant 6 h puis séchage à air chaud 65-70°C pendant 5 min pour arriver à un taux d'humidité de 10% en poids

Tranchage

Coupage du boudin en fines lamelles de 2-3 mm d'épaisseur

Refroidissement

Refroidissement à 5 - 10°C pendant 10 h

Cuisson de la pâte et gélatinisation de l’amidon

Cuisson du boudin à la vapeur à 90-95° C.

Préparation des boudins et embossage.

Utilisation d'une machine à embosser les saucisses. Compression de la pâte dans un tube de 3cm de diamètre et 50 cm de long.

Préparation de la pâte dans un mélangeur mécanique

Ajout de la chair de poisson désarêtée et broyée avec l'amidon (1/1), le sel 2% le sucre 1% et l'eau (25 - 30%)

Schéma 9. Étapes du procédé de fabrication des croustilles malaisiennes par la méthode traditionnelle industrialisée (Siaw C. L. et al 1985 ; Triet, L. M. 1976 ; Kyaw ZY et al 1999 ; Nor, M. Z. M., et coll. 2014 ; Yu, S. Y. et S. L. Low 1992 ; Neiva C.R.P et al 2011).

71  Préparation de la pâte

Le poisson partiellement décongelé est broyé à l’aide d’un broyeur à couteaux silencieux pendant 3 minutes puis on ajoute le sel, le sucre ainsi que le MSG, puis l’eau sous forme de glace. Enfin, l’amidon est ajouté au mélange. Le temps total de cette étape est estimé à 20 min. (Kyaw ZY et al 1999)

Pour le broyage des crevettes congelées, une étude réalisée en 1991 au Québec par la Coopérative agro-alimentaire Purdel en collaboration avec l’université Laval, montre qu’un temps de broyage de 4 min des crevettes semble suffisant car la taille des particules atteint rapidement un minimum autour de 0,15mm. (Purdel, C. and U. Laval 1991)

Mélanger l’amidon avec le poisson est une étape très importante. Car, plus le mélange obtenu sera homogène, meilleures seront ses propriétés expansives. En effet, seule une pâte bien mélangée se gélatinisera complètement et permettra d’obtenir un produit croustillant. Une texture lisse et facilement malléable doit donc être obtenue pour réaliser le procédé de gélatinisation postérieur. (Siaw C. L. et al 1985)

 Préparation du boudin de mélange amidonné

Le mélange préparé précédemment peut être comprimé dans un boyau en cellulose de 4 à 6 cm de diamètre pour 40 cm de long avec l’aide d’une machine à saucisse. (Kyaw ZY et al 1999 ; Nurul, H., et coll. 2009). Une méthode pour la mise en boyau du mélange peu en effet être adapté de la technologie de production de la saucisse à l’aide d’une embosseuse. (Siaw C. L. et al 1985)

 Cuisson de la pâte et gélatinisation de l’amidon

La cuisson de l’amidon avec un ajout d’eau provoque la gélification du mélange amidonné. (Cheow C.S. et Yu S.Y 1997) Cette étape de gélification de l’amidon par la chaleur est l’étape la plus importante du procédé. En effet, le degré de gélification du boyau est l’un des facteurs qui influencent le plus l’expansion du produit. Ceci s’explique en effet par le fonctionnement même de la gélification thermique des protéines d’amidon. En effet,

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avec la chaleur l’eau est emprisonnée entre les granules d’amidon gonflées. C’est cette même eau qui contribuera à l’expansion de la croustille lorsqu’elle sera libérée précipitamment lors de l’exposition à une forte température comme celle de l’huile de friture. La compréhension de ce phénomène amène deux conclusions, la quantité d’eau admissible à être piégée dans le réseau de gel de l’amidon est limitée et un chauffage prolongé du gel n’améliore pas sa capacité à se gélifier. Au contraire, selon l’étude de Kyaw ZY et al, un chauffage prolongé au-delà de 30 minutes diminuera la capacité de l’amidon à retenir l’eau. (Kyaw ZY et al 1999). La limitation du temps de cuisson à la vapeur à 20 ou 30 minutes est très importante au regard des coûts engendrés à cette étape. Il a été démontré qu’indépendamment de la provenance de l’amidon, la quantité d’eau nécessaire à sa gélification est de 14 molécules par unité d’amidon. Soit un mélange à 61 % d’eau pour 39 % d’amidon (Cheow C.S. et Yu S.Y 1997).

La température de gélification de la pâte des keropoks contenant 50% de produits marins et 2% de sel est de 70 à 85 °C (Cheow C.S. et Yu S.Y 1997). Une cuisson de 20 à 30 min à 100 °C et à pression atmosphérique ont été trouvées suffisantes pour gélifier le boudin. En effet, au bout de 20 minutes, une température de 92 °C a été trouvée au centre du boyau. Aussi, un temps de cuisson à la vapeur excessif entraîne une perte de qualité ainsi qu’un surcoût. (Kyaw ZY et al 1999) Au moins 65% des coûts de production des craquelins étant attribuables au procédé de cuisson à la vapeur, il importe donc de limiter au minimum le temps de cette étape pour diminuer les coûts de procédé. (Yu, S. Y. and S. L. Low 1992 ; Kyaw ZY et al 1999) Enfin, une cuisson à la vapeur à 100 °C durant 15 min a aussi été jugée suffisante par une étude réalisée par Neiva C.R.P et coll. en 2011.

L’effet du sel sur la gélification de l’amidon est assez important, puisqu’avec 2% de sel dans le mélange cela accroît de 4 à 5 °C le seuil de température de gélification du mélange. (Cheow C.S. et Yu S.Y 1997) Les proportions de poisson et d’amidon du mélange influent aussi beaucoup la température de gélatinisation de l’amidon. Il est aussi à noter que l’origine de l’amidon fait influer sa température de gélification. En effet si pour l’amidon de tapioca non mélangé, la température de gélification est comprise entre 52 et 64 °C,

73 (Kyaw ZY et al 1999) pour l’amidon de blé, une cuisson sous pression entre 108 et 121 °C a été nécessaire pour sa gélification. (Kyaw ZY et al 2001)

 Refroidissement

Après cuisson les boyaux sont immergés dans une eau glacée afin de faciliter la séparation avec le boyau en cellulose puis réfrigérés durant 18h à plus ou moins 5 °C (Kyaw ZY et al 1999) ou encore 12h à 4°C pour Neiva C.R.P et al en 2011. D’autres auteurs ont utilisé avec succès un procédé de congélation du boudin à -18 °C durant plusieurs jours. (Nurul, H., et coll. 2009).

 Tranchage

Cette étape de tranchage en lamelles ou pastilles du boudin gélifié précédemment, nécessite l’utilisation d’une trancheuse mécanique pour obtenir des tranches très fines d’une épaisseur située entre 2mm (Neiva C.R.P et al 2011) et 3mm (Siaw C. L. et al 1985 ; Kyaw ZY et al 1999 ; Nurul, H., et coll. 2009) Dans une étude réalisée en 1993 et intitulée « Effect of slice thickness on the acceptability of fish crackers ('keropok') », Yu S.Y. démontre que l’épaisseur donnée aux keropoks par le tranchage n’affecte pas ou prou l’expansion linéaire du produit, mais que les panélistes préfèrent en grande majorité les keropoks qui furent tranchés à environ 3 mm. (Yu S.Y 1993)

 Séchage

Le séchage des pellets tranchés est une étape inéluctable pour obtenir l’expansion du craquelin. En effet, afin d’obtenir le meilleur résultat possible à l’expansion, il est recommandé d’atteindre un taux d’humidité de la croustille semi-finie avant expansion compris entre 8 et 25%. Afin d’atteindre ce taux d’humidité, un séchage au four pendant 2 heures à une température comprise entre 40 et 45 °C, puis pendant 4 heures à 65 °C est nécessaire. (Kyaw ZY et al 1999) Un séchage au four à 50°C durant 12h a lui aussi permis d’obtenir une bonne expansion du pellet. (Neiva C.R.P et al 2011 ; Nurul, H., et coll. 2009) Un taux d’humidité de 21% a été trouvé idéal pour réaliser une bonne expansion d’un

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craquelin de crevette au micro-ondes, dans une étude réalisé par Nguyen, T. T., et al. en 2013. (Nguyen, T. T., et al. 2013)

 Friture et expansion.

La friture a pour but d’obtenir un produit à basse densité avec une forte croustillance, celle- ci étant le critère le plus important de qualité des croustilles, reconnu par les consommateurs. L’expansion linéaire qui reflète cette croustillance est donc considérée comme le plus important des attributs sensoriels. (Kyaw ZY et al 1999) D’ailleurs jusqu’au début des années 2000, la très grande majorité des croustilles commercialisées aux USA était frite. (Sing. R ET Gomes Da Silva M. 1998) La température de friture est comprise entre 175°C (Wianecki M. 2007) 180 °C (Neiva C.R.P et al 2011) et 200 °C (Siaw C. L. et al 1985 ; Yu S.Y et al 1981 ; Kyaw ZY et al 1999) enfin, le temps de friture est vraiment court et se situe aux alentours de 30 secondes (Neiva C.R.P et al 2011) à 1 minute (Nurul, H., et coll. 2009).

Une recherche a montré que le type d’huile de friture utilisé n’a que peu d’influence sur la saveur des craquelins de crevette. Aussi, aucune différence significative dans la saveur ou l’acceptabilité globale des croustilles n’a été démontrée par l’évaluation sensorielle du fait du type d’huile utilisé. (Melton S.L 1996) Dans cette même étude, l’auteur recommande par ailleurs de choisir l’huile en fonction de son prix plus qu’autre chose.

Lors de la friture de l’amidon gélatinisé, l’humidité s’évapore très rapidement ce qui conduit au gonflement de la croustille. Pendant cette période, l’huile adhère à la matière jusqu’à augmentation de la température de la croustille. (Sing. R ET Gomes Da Silva M. 1998) L’absorption de l’huile de friture par l’amidon entraîne une augmentation flagrante de la valeur calorique de la croustille expansée (Sing. R et Gomes Da Silva M. 1998) ainsi qu’une diminution de la teneur protéique. (Yu, S. Y. et S. L. Low 1992)

Dans la quête d’obtention d’un craquelin de produits marins sensoriellement acceptable et nutritionnellement élevé, d’autres techniques permettant l’expansion de la

75 croustille semi-finie ou pellet ont été recherchées. Il existe en effet d’autres solutions d’expansion du pellet telles que l’air chaud. De même que la friture, cette technique permet de chauffer très fortement le pellet pour obtenir l’évaporation instantanée de l’eau contenue dans l’amidon et par conséquent son expansion. Bien que plus onéreuse que la friture cette technologie n’a pas de conséquence néfaste sur les propriétés nutritionnelles du craquelin. (Lay M. 2016) Certains auteurs comme Shengrong et al en 2013 et Izci, L. et S. Bilgin en 2015, prônent même une cuisson au four à respectivement 120°C pendant 35-45 min et à 150°C pendant 75 min.

Une autre méthode d’expansion de la croustille, consiste à mettre le pellet au micro- ondes avec le mode pop-corn durant 60 secondes pour le faire « poper ». Des études comme celles réalisées par Neiva C.R.P et coll. en 2011 ou Nguyen, T. T., et al. en 2013, ont en effet montré la faisabilité de l’expansion au micro-ondes d’un craquelin semi-fini de poissons/amidon, produit avec la méthode traditionnelle industrialisée. La composition chimique de la croustille après expansion au micro-ondes, comparée avec celle du même craquelin frit donnée par l’étude de Neiva C.R.P et al en 2011, montre que l’expansion au micro-ondes en plus de mieux préserver le ratio protéique du produit ne rajoute aucun gras. Ces données sont retranscrites dans le tableau 9. Il est à noter aussi que les croustilles expansées au micro-ondes, en plus de contenir une teneur très faible en lipides, contiennent une quantité non négligeable d’acide gras à longue chaine Oméga-3. (Nguyen, T. T., et al. 2013) Un emballage type « Pop-corn micro-ondables » pourrait être utilisé pour commercialiser les craquelins semi-finis avant expansion. (Neiva C.R.P et al 2011 ; Nguyen, T. T., et al. 2013)

Le changement de la composition biochimique du keropok avant et après son expansion dans la friteuse a été documenté par Yu, S. Y. et S. L. Low en 1992. Le tableau suivant illustre non seulement les changements opérés lors de cette transition, mais aussi la différence entre la composition biochimique de la croustille après expansion par friture et celle opérée par un passage d’une minute au micro-ondes au mode « Pop-Corn » donné par Neiva C.R.P et al dans une étude réalisée en 2011

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Tableau 9 : Composition biochimique du keropok fait à base d’amidon de tapioca et de chair de poisson (ratio 1 :1) avant et après expansion par friture et au micro-ondes, selon

auteurs.

Auteurs Forme de la

croustille Humidité

Protéines

brutes Lipides Glucides Cendres Yu, S. Y. et S. L. Low 1992 Avant friture 9,5 % 13,4 % 0,4 % 3,2 % Yu, S. Y. et S. L. Low 1992 Après friture 4,3 % 12,4 % 32,9 % 2.9 % Neiva C.R.P et al 2011 Après friture 0,5 % 10,9 % 26,1% 59,9 % 2,6 % Neiva C.R.P et al 2011 Après micro-ondes 3.12 % 14,7 % 0,42 % 78,2 % 3,5%